一種am60b鑄造鎂合金晶粒細化的方法

2023-05-05 13:36:46

專利名稱：一種am60b鑄造鎂合金晶粒細化的方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬材料領域，特別是涉及一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細化的工 藝方法。
背景技術：
AM60B鑄造鎂合金因其具有密度小、比強度高、電磁波屏蔽性、減震性好、鑄造性能 好和可以回收利用等優點，越來越受到人們的重視，目前已成功應用於航空、汽車製造和電 子信息等領域。然而，AM60B鎂合金的強度和韌性均比較低，致使其應用受到極大限制。細化晶粒是一種能同時有效提高金屬合金強度和韌性的方法。因此，發展各種能 有效細化合金晶粒的技術和方法一直備受關注。為提高Mg-Al系鎂合金的強度和韌性指標，迄今為止，人們已發展了多種細化合 金晶粒的方法。其中應用較為廣泛的主要是碳變質處理法和固體變形處理法。碳變質處理 法因操作溫度低、細化效果衰退小已經成為Mg-Al類鎂合金最主要的晶粒細化技術，但是 含碳變質法中通常是往鎂合金中添加C2Cl6或者CCl4等含有碳原子的化合物，而這些化合 物在變質過程中會釋放大量的氯氣，對環境和人體產生損害；固體變形處理法中以大比率 擠壓晶粒細化效果較為顯著，但是該方法對擠壓工藝設備的要求較高，且設備投資較大，難 以大規模推廣應用。

發明內容
為了克服現有技術存在的上述不足，本發明提供一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細化 的方法，該發明採用高壓固溶結合常壓時效的處理方法來更加有效地細化AM60B鑄造鎂合 金的晶粒。這種AM60B鑄造鎂合金晶粒細化的方法，包括以下步驟(1)高壓固溶處理的步驟為將AM60B鑄造鎂合金置於CS-IIB型六面頂壓機中， 作用於AM60B鑄造鎂合金上的壓力升高至3 6GPa，溫度加熱至400 500°C，保溫30 60min，之後斷電保壓自然冷卻至室溫；(2)常壓時效處理的步驟為將高壓固溶處理後的AM60B鑄造鎂合金在200 300°C的溫度下進行時效處理，保溫時間為8 12h，之後水冷至室溫。金相顯微組織觀察表明處理後的AM60B鑄造鎂合金中α -Mg基體的平均晶粒尺 寸為18. 4 12. 9 μ m，該工藝方法可使AM60B鑄造鎂合金的組織晶粒細小且較均勻。本發明的有益效果是首先對AM60B鑄造鎂合金進行高壓固溶處理以使鎂合金中 的β-Mg17Al12溶入α-Mg基體，然後快速冷卻合金，使得溶入α-Mg基體中的
不及析出而形成Mg的過飽和固溶體。在高壓固溶處理過程中，超高壓力能增加合金組織中 的內部缺陷，這將為ΑΜ60Β鎂合金在隨後的時效處理過程中的晶核形成提供有利的部位， 利於形成細小的晶核。然後再對高壓固溶處理後的ΑΜ60Β鑄造鎂合金在常壓(1個大氣壓) 下進行時效處理，常壓時效處理的主要目的是使高壓固溶處理後的ΑΜ60Β鎂合金通過回復再結晶獲得較細的組織。該工藝方法可使AM60B鑄造鎂合金的組織晶粒細小且較均勻，僅 為常規鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5 1/10。


圖1是AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖2是採用常壓條件下固溶+時效處理後的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖3是採用實施例1處理後的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖4是採用實施例2處理後的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖5是採用實施例3處理後的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片。
具體實施例方式以下通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步描述。實施例1本發明所用AM60B鑄造鎂合金的化學成分(質量百分數，)為A15. 59%, Zn 0. 008%,Mn 0. 387%, Si 0. 027%, Cu 0. 003%, Ni 0. 0008%, Fe 0. 0009%, Be 0. 0007%, 餘量為Mg。將所述AM60B鑄造鎂合金切割成Φ8πιπιΧ 13. 5mm的圓柱體試樣，之後將所得到 的AM60B鑄造鎂合金試樣在CS-IIB型六面頂壓機上進行高壓固溶處理。高壓固溶處理參 數為壓力為3GPa，加熱溫度為500°C，保溫時間為60min，斷電保壓冷卻至室溫(約25°C)。 然後對高壓固溶處理後的試樣進行常壓時效處理，常壓時效處理工藝參數為加熱溫度為 200°C，保溫時間為10h，水冷至室溫。為與實施例1比較，對AM60B鑄造鎂合金實施了常壓條件下的固溶+時效處理。該 處理工藝中除固溶處理時的壓力參數不同之外，其它工藝參數如加熱溫度、保溫時間及冷 卻方式等均與實施例1相同。金相顯微組織觀察表明採用常壓條件下固溶+時效處理工藝處理後的AM60B鑄 造鎂合金試樣中α-Mg基體的平均晶粒為153. 4 μ m，而採用本發明工藝處理後的平均晶粒 尺寸為18. 4 μ m，晶粒細化效果十分顯著。實施例2本實施例所用AM60B鑄造鎂合金及其處理工藝過程與上述實施例1相同，唯高 壓固溶處理壓力和時間不同。本實施例中採用了較高的壓力(6GPa)和較短的保溫時間 (30min)。金相顯微組織觀察表明，AM60B鑄造鎂合金中α-Mg基體的平均晶粒尺寸為 17. 9 μ m,與實施例1相比，AM60B鑄造鎂合金的晶粒尺寸得到了進一步細化，且晶粒尺寸均 勻性有所提高。實施例3本實施例所用AM60B鑄造鎂合金及其處理工藝過程與上述實施例1相同，唯高壓 固溶處理溫度不同。本實施例中採用了較低的加熱溫度(400°C )。金相顯微組織觀察表明， AM60B鑄造鎂合金組織中α -Mg基體的平均晶粒尺寸為12. 9 μ m,且晶粒尺寸更為均勻，細 化效果顯著優於實施例1和實施例2。
權利要求
一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細化的方法，其特徵是所述方法使AM60B鑄造鎂合金的α-Mg基體晶粒細小且均勻，平均晶粒尺寸為18.4～12.9μm，僅為常規鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5～1/10；所述方法包括如下步驟(1)高壓固溶處理將AM60B鑄造鎂合金置於CS-IIB型六面頂壓機中，作用於AM60B鑄造鎂合金上的壓力升高至3～6GPa，溫度加熱至400～500℃，保溫30～60min，之後斷電保壓自然冷卻至室溫；(2)常壓時效處理將高壓固溶處理後的AM60B鑄造鎂合金在200～300℃的溫度下進行時效處理，保溫時間為8～12h，之後水冷至室溫。
全文摘要
本發明公開一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細化的方法，其特徵是首先對AM60B鑄造鎂合金進行高壓固溶處理，然後再進行常壓時效處理。高壓固溶處理工藝參數為壓力為3～6GPa，加熱溫度為400～500℃，保溫時間為30～60min，斷電保壓自然冷卻至室溫。常壓時效處理的具體工藝參數為加熱溫度為200～300℃，保溫時間為8～12h，水冷至室溫。本發明使AM60B鑄造鎂合金的α-Mg基體晶粒細小且較均勻，平均晶粒尺寸為18.4～12.9μm，僅為常規鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5～1/10。
文檔編號C22F1/06GK101880845SQ201010201718
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者劉秋香, 張淼, 張瑞軍 申請人:燕山大學